基于生态网络构建的资源匮乏村落撤并研究
——以吉林长春市刘家炉屯为例
2023-04-06
(长春工业大学 吉林,长春 130000)
1 引言
资源丰富的村落可以发展产业,用产业经营来满足进城务工的机会成本,但部分属于缺乏人口资源、自然资源和资产性资源的资源匮乏型村落,这些村落受制于内因的限制很难探索出内引发展的模式,从而导致静态停滞下的动态衰退。因此村庄规划要做到分类指导,精准施策,循序渐进地撤并一批衰退的村庄[1]。
本文以小尺度的环都市资源匮乏村落长春市南关区玉潭镇丰产村刘家炉屯为研究区:(1)以资源叠加综合分析为出发点,综合研究区的土地利用类型,客观描述研究区的景观特征。(2)运用形态学空间格局分析(MSPA)方法,分析出对刘家炉屯生态网络的核心区和桥接区两类景观类型,基于连通性分析,选用整体连通性(IIC)、可能连通性(PC)和斑块重要性(dl)三个景观指数,对所选斑块进行景观连接度评价,之后通过最小累计阻力模型(MCR)构建了研究区潜在生态廊道,并根据重力模型对廊道进行重要性识别。(3)提出生态网络优化策略,探索村落撤并的可行性。
2 研究区概述
2.1 刘家炉屯基本情况
研究区属长春市东部净月风景区的低山丘陵地带,属玉潭镇丰产村管辖的自然村,人口约为220 人,位于距离长春城区2 km 的环都市区域(图1),大幅度削减的耕地面积,同时伴随村落人口空心化、老人农业和代际分工的现象,导致生产效率走低,使得村民从商品生产者逐渐衰退为生计型小农。村落内部未发展二三产业及规模性的建设活动,缺乏教育、卫生、医疗等必备生活条件。因此刘家炉屯属于典型的资源匮乏型村落。
图1 刘家炉屯地理位置
2.2 刘家炉屯景观特征
区域总面积约114.77 hm2;春季干旱多风,夏季温暖短促,秋季晴朗温差大,冬季严寒漫长,四季分明,雨量充沛,多年平均气温4.6℃,平均降雨量600~700mm;地形以丘陵为主,东南方向地形缓和起伏,西北方向因原始采矿留下的矿坑导致地形起伏较大;村庄耕地面积大量下降,以白桦、杨树为主的人工林地资源逐年丰富,覆盖率39.2%;以针阔叶混交林为主的自然林地碎块化散落在区域之中,覆盖率18.5%,森林总覆盖率57.7%。建设用地及采石矿用地等干扰斑块的长期影响反映出景观稳定性差的特点;东北东南方向两条径流贯穿整个村落,矿坑大面积水域主要依靠大气降水和冰雪融水,不具备流动特征;村庄以分枝状向低点外扩,居住空间密集、富有层次,建筑质量差,生产生活垃圾随处可见;房屋区被林地环抱,创造了封闭的视野。
3 生态源地与廊道
3.1 基于MSPA方法的天然林地格局分析
基于研究区的土地利用图(图2)及林业为主导的土地调控,天然林的生态系统服务净价值较高[2],且研究区人工林下植物群落层次较少,因此,提取出植物群落丰富的天然林地景观类型作为MSPA分析的前景要素,其他景观类型作为背景要素。对数据进行MSPA分析,识别出7种景观要素(图3),选择对维持连通性有价值的核心区和桥接区两种景观类型进行景观连接指数评价。
图2 土地利用现状图
图3 MSPA的景观要素类型图
3.2 刘家炉屯生态源地识别
选用整体连通性(IIC)、可能连通性(PC)和斑块重要性(dl)3个景观指数,分别对核心区和桥接区进行景观连接度评价,用连通性与面积结合提取重要源斑块,避免连通性好但斑块面积过小的情况。因此结合斑块面积,将核心区dPC值大于4的8个斑块作为源地,将剩余的核心区作为一般核心区。将桥接区分为重要桥接区(dPC≥0.8),一般桥接区(dPC<0.8)(图4)。
图4 源地、核心区及桥接区分级图
3.3 生态网络构建及重要廊道提取
结合MSPA和景观连接度评价结果,将源地作为研究区内生物短距离迁移的出发点和落脚点,通过景观要素分级处理和专家打分赋予生物迁移的阻力值(表1)。根据最小累计阻力模型(MCR)并基于GIS 软件平台,在ArcGIS 10.7的空间分析工具中,使用成本距离工具,输出源地成本距离面及成本回溯面,再利用成本路径工具,生成研究区内28条潜在廊道,根据重力模型,构建8个生态源地之间的相互作用矩阵(表2),定量判定研究区内潜在生态廊道等级。结合研究区实际及重力模型矩阵结果,提取出最小成本路径相互作用强度大于300 的9 条廊道作为研究区内的重要廊道,其他为一般廊道,构成研究区的原始生态网络图(图5)。
图5 生态网络图
表1 阻力因子及阻力值
表2 基于重力模型的生态源地间相互作用矩阵
4 生态网络优化的村落撤并策略
针对刘家炉屯而言,其村落居民点撤并的策略主要在于自下而上的构建生态网络,增强场地内生态网络连接。根据景观连通性及斑块面积筛选出的作为生态源地的8个核心区斑块,斑块面积中等但呈现出内部的破碎化状态,空间上较为分散,位于研究区东部;西部核心区斑块数量密集,但面积较小,破碎化严重,呈带状分布于区域边缘。桥接区是连接两核心区的重要结构性廊道,但因研究区内核心区的碎片化,导致桥接区的分布也较为破碎,重要的桥接区主要集中在研究区中部,但缺少连通性强且面积较大的源地斑块作为物质输出及输入的地点。
研究区内中部和西北部的生态网络连通性较差,中部核心斑块面积较小成碎片化,无法构建重要的廊道网络;西北部缺乏核心斑块,矿坑植被覆盖率低,缺乏必要的生态网络连接。因此,在生态网络规划中,将研究区中部一般生态廊道的交汇节点区域和桥接区域作为中部生态网络优化的重要衔接区域,将该区域进行乔灌草丰富的植物群落建设,对其进行保护和修复,旨在强化中部生态廊道的建设,将中部破碎的核心区斑块连接,弥补中部核心区斑块破碎化的问题(图6),从而达到刘家炉屯部分居民点撤并的目的,同时打造适宜生物生存活动的多隙空间或有生态效能的村落生活空间。
图6 生态网络优化图
5 结语与讨论
本文初步建立了生态网络构建对环都市资源匮乏村落撤并规划可行性研究框架。本研究采用形态学空间分析(MSPA)方法识别出了对刘家炉屯景观连通性具有重要维持意义的核心区及桥接区,并通过连通性分析,基于整体连通性(IIC)、可能连通性(PC)两个景观指数,识别出了连通性强的8块生态源地和重要的桥接区,利用最小累计阻力模型(MCR)构建了28 条潜在廊道,通过重力模型定量识别出研究区的重要廊道,构建了刘家炉屯的生态网络,优化生态网络的结构。探讨了刘家炉屯在生态网络构建中撤并的策略。
乡村撤并是一个复杂系统性规划,撤并的策略需要充分尊重村民的意愿,安排合理的撤并周期,周期是循序渐进的,本文旨在探索生态网络构建在乡村撤并中可行性,未考虑村民的意愿和渐进撤并的周期;在进行景观连接度分析时,连通阈值和连通概率的设定均参考了前人的研究,今后应根据研究区尺度及实际情况进行设置;在优化生态网络同时撤并部分村落民居的策略,主要基于原始生态网络的不足而进行的改良和优化,存在主观因素的影响。